JP6195015B2 - 改良された微小電気機械的共振器 - Google Patents
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Description
本発明は、機械的(メカニカル)共振器に関し、特に、独立請求項の序文に規定されるような方法および微小電気機械的共振器に関する。
微小電気機械システム(Micro-Electro-Mechanical System)、即ち、MEMSは、電気的および機械的部品を組み合わせた、小型化されたデバイスとして定義され得る。微小電気機械デバイスは、典型的には、機械的要素および静電的もしくは電磁的に作動する要素、または直接的に電気機械的な要素を有する。MEMSデバイスは、ミクロスケールでは機械的プロセスを感知、制御および駆動でき、マクロスケールでは、効果を生成するために、単独で、または配列されて機能できる。
本発明の目的は、微小電気機械デバイス用の改良されたたわみモード(flexural mode)共振器を提供することである。本発明の目的は、独立請求項の特徴部分に従った、方法、共振器、および微小電気機械デバイスにより達成される。
以下の実施形態は、例示的なものである。明細書は、「ある(an)」、「1つの(one)」、または、「いくつかの(some)」実施形態に言及するであろうが、これは、そのような言及それぞれが、同じ実施形態を指すことや、その特徴が単一の実施形態だけに適用されることを必ずしも意味しない。異なる実施形態の単一の特徴は、さらなる実施形態を提供するべく、組み合わせられ得る。
θ1=θnom+Δθ+
θ2=θnom−Δθ+
C1=Cnom+ΔC+
C2=Cnom−ΔC−
ここで
k1=0.0027deg−3cm−3
k2=−0.0886deg−2cm−3
k3=1.1667deg−1cm−3
k4=−2.2624cm−3
ここで
k1=0.0027deg−3cm−3
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k3=1.1667deg−1cm−3
k4=−2.2624cm−3
Claims (9)
- 微小電気機械的共振器の製造方法であって、該微小電気機械的共振器が、ばね軸に沿って延びる細長い本体を有する変形要素を含み、該方法は:
シリコン半導体ウエハーを提供することを含み、該シリコン半導体ウエハーの平面は、シリコン結晶の結晶面と整列しており、かつ、名目上のn−型ドーピング濃度を有し;
結晶方位角が前記変形要素の前記ばね軸と該シリコン結晶格子の<100>結晶軸との間に形成されるように、前記シリコン半導体ウエハー上に前記変形要素を配置することを含み;
前記結晶方位角および前記名目上のn−型ドーピング濃度について、規定された温度範囲における前記変形要素の総周波数誤差の数値を決定することを含み;
前記規定された温度範囲において前記変形要素の総周波数誤差の前記数値が所定の誤差閾値より下に留まれば、製造に前記結晶方位角を使用することを含む、
前記方法。 - 動作温度範囲全体にわたっての、基準温度における周波数に対する周波数の最大差から、前記周波数誤差の前記数値を決定することによって特徴付けられる、請求項1に記載の方法。
- 前記ばね軸に沿った前記細長い本体の寸法が、前記細長い本体の前記ばね軸を横切る方向の寸法の少なくとも三倍となるように、前記細長い本体を形成することによって特徴付けられる、請求項1−3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記細長い本体をビーム状に形成することにより特徴付けられ、前記ばね軸に沿った前記ビームの寸法が、前記ビームの前記ばね軸を横切る方向の寸法の少なくとも十倍である、請求項1−3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記半導体ウエハーの前記平面に関する面内たわみまたは面外たわみのために、固定点を介して前記変形要素を前記微小電気機械的共振器に固定することにより特徴付けられる、請求項4または5に記載の方法。
- 変形要素を含む微小電気機械的共振器であって;
前記変形要素は、ばね軸に沿って延びる細長い本体を有し、前記ばね軸に沿った前記本体の寸法が、前記本体の前記ばね軸を横切る方向の寸法の少なくとも三倍であり;
前記変形要素は、名目上のn−型ドーピング濃度を有するシリコン結晶材料から形成されており;
前記変形要素の前記本体の前記ばね軸は、前記シリコン結晶の平面に沿って延びており、ここで、前記変形要素の結晶方位角は、前記変形要素の前記ばね軸とシリコン結晶格子の<100>結晶軸との間に形成されており;
名目上の結晶方位角Θおよび単位が1・1019cm−3である前記変形要素の名目上のn−型ドーピング濃度Cは、式:
ここで
k1=0.0027deg−3cm−3
k2=−0.0886deg−2cm−3
k3=1.1667deg−1cm−3
k4=−2.2624cm−3
によって定義される範囲内にある、
前記共振器。 - 前記細長い本体をビーム状に形成することにより特徴付けられ、ここで、前記ばね軸に沿った前記ビームの寸法が、前記ビームの前記ばね軸を横切る方向の寸法の少なくとも十倍である、請求項7に記載の共振器。
- 請求項7または8に記載の微小電気機械的共振器を含む、微小電気機械デバイス。
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